Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83408
Type: TCC
Title: Comportamento térmico de argamassas de fachada
Title in English: Thermal behavior of facade mortars
Authors: Prado, Alana Maria
Advisor: Babadopulos, Lucas Feitosa de Albuquerque Lima
Keywords in Brazilian Portuguese : Argamassas de fachadas;Tensão de origem térmica;Fadiga;Cálculo térmico
Keywords in English : Façade mortars;Thermal stress;Fatigue;Thermal calculation
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Issue Date: 2022
Citation: PRADO, Alana Maria. Comportamento térmico de argamassas de fachada. 2025. 60 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) — Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Abstract in Brazilian Portuguese: Na construção civil, são muitas as manifestações patológicas possíveis em uma edificação, particularmente em superfícies argamassadas, tais quais trincas, fissuras, rachaduras e infiltrações. As origens desses danos variam muito, seja pelo uso de materiais de baixa qualidade, excesso de carga, falha na execução ou a ação do clima. Ademais, vale ressaltar que esses danos podem fazer com que os elementos da edificação debilitem suas funções, em alguns casos, colocando em risco a vida de seus usuários, como no de desplacamentos de superfícies argamassadas. Para argamassas de fachada, o clima tem o potencial de deteriorar o desempenho de maneira acelerada. Costumase creditar aos efeitos de amplitude térmica e consequentes tensões de origem térmica a deterioração acelerada de fachadas ensolaradas, devido ao fenômeno de fadiga. Porém, não há procedimento estabelecido para avaliar esse risco. Visto isso, este trabalho tem o objetivo de investigar de forma mais aprofundada o comportamento térmico de argamassas em fachadas ensolaradas. Enquanto um cálculo simplificado de fadiga é apresentado a título de justificativa do risco de fadiga térmica (considerando amplitudes térmicas, módulo de elasticidade, coeficiente de expansão térmica e curva de Wöhler provenientes da literatura), o trabalho foca na medição de amplitudes térmicas em fachadas reais e na validação de um modelo em elementos finitos para o cálculo térmico. Obteve-se uma curva experimental de temperatura da argamassa de fachada em função do tempo, com duração de um dia, na intenção de determinar uma amplitude térmica diária. As amplitudes térmicas medidas em um pano de 50cm por 50cm de superfície argamassada de 2,5cm de espessura foram de cerca de 26℃ para fachadas com coloração natural e de 40℃ em fachadas mais escuras, medidas essas obtidas em dias ensolarados na cidade de Fortaleza-CE, em muro vertical posicionado a 0ºN, no lado oeste do muro. Os resultados do modelo de elementos finitos construído para avaliação do comportamento térmico das fachadas com diferentes níveis de insolação foram comparados com os resultados experimentais, ajustando os parâmetros de coeficiente de troca de calor convectiva e absortância da superfície (valores em torno de 97,80% para colocações escuras e 10,20% para colorações claras), com resultados satisfatórios. Considerou-se como parâmetros de entrada valores de velocidade do vento, temperatura do ar e de insolação da região de estudo, fornecidos pelo INMET. Desta maneira, apresenta-se um caminho para a estimativa da durabilidade com respeito à fadiga térmica, com 3 passos principais: (i) previsão das amplitudes térmicas em função da cor da superfície argamassada; (ii) realização de ensaios de módulo; (iii) realização de ensaios de fadiga. Este trabalho teve foco no item i.
Abstract: In civil construction, there are many possible pathological manifestations in a building, particularly on mortar surfaces, such as cracks and infiltrations. The origins of these damages vary widely, either by the use of low-quality materials, overloading, failure in construction or the climate action. Furthermore, it is worth mentioning that those damages can make the elements of the building debilitate their functions, in some cases, putting the lives of its users at risk, as in the case of displacement of mortar surfaces. For façade mortars, weather has the potential to deteriorate performance at an accelerated rate. It is usual to relate the effects of thermal amplitude and consequent thermal stresses with the accelerated deterioration of sunny façades, due to the phenomenon of fatigue. However, there is no established procedure to assess such risk. That said, this work aims to investigate the thermal behavior of mortars on sunny façades. While a simplified calculation of fatigue is presented as a justification of the risk of thermal fatigue (considering thermal amplitudes, modulus of elasticity, coefficient of thermal expansion and Wöhler curve from the literature), the work focuses on the measurement of thermal amplitudes in real facades and the validation of a finite element model for thermal calculation. An experimental temperature curve of the mortar façade as a function of time was obtained, for the duration of one day, aiming at the determination of a daily thermal amplitude. The thermal amplitudes measured on a 50-cm by 50-cm mortar surface, 2.5-cm thick, were approximately 26℃ for facades with natural colors and 40℃ for darker facades, measurements being obtained on sunny days in the city of FortalezaCE, on a vertical wall positioned at 0ºN, on the west side of the wall. The results of the finite element model built to evaluate the thermal behavior of façades with different levels of insolation were compared with the experimental results, adjusting the parameters of convective heat exchange coefficient and surface absorbance (values approximately 97.80% for dark colorings and 10.20% for light colorings), with satisfactory results. Values of wind speed, air temperature and insolation in the study region, provided by INMET, were considered as input parameters. That said, a path for estimating durability in regard to thermal fatigue is presented, with 3 main steps: (i) prediction of thermal amplitudes as a function of the color of the mortar surface; (ii) carrying out Young’s modulus tests; (iii) carrying out fatigue tests. This work focused on item i.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83408
Author's ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0018-6733
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/4342432484962917
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9250-2635
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/4032413277446483
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:ENGENHARIA CIVIL - Monografias

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2022_tcc_amprado.pdf3,38 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.